用于减少热效应的激光取样方法_5

文档序号:9401759阅读:来源:国知局
过该一或多个注入喷嘴120所产生的载体气体流的特征(例如,一不同的温度、一不同的流速等等)。将会体认到的是,任何通过该辅助的入口 800而被引入该捕捉凹处206的流体可以和存在于该捕捉凹处206内的被导引的载体气体流动混合,并且之后被传输到该出口 210。在一实施例中,当耦接至一辅助流体源时,该辅助的入口 800可以传送例如是氮气或水蒸气的一或多种流体以促进样本计数、激光剥蚀标准化、校准或类似者或是其之一组合。
[0066]图9是概要地描绘一耦接至一样本准备系统的注入器以及一分析系统的一部分的一实施例的横截面图。
[0067]在图9中作为范例所描绘的实施例中,该样本准备系统112可被设置以作为一 ICP火炬900,该ICP火炬900是包含一围绕其中一电浆可被产生的一空间904的外部管902 (在此也被称为一 〃限制管902")、一配置在该限制管902之内且和该限制管902的一注入轴910同轴的内部管906 (在此也被称为一 〃电浆气体管906")以及一被配置以在通过一 RF电源(未显示)激励时离子化在该空间904内的气体来产生一电浆912 (例如,占有在该空间904内的暗色阴影的区域)的线圈908。尽管该样本准备系统112是被描绘为包含一线圈908,但将会体认到的是,该样本准备系统112可以替代或额外地包含其它配置的离子化机构。例如,一组(例如,一对)平板可被设置在该限制管902之外,以离子化在该空间904内的电楽气体来产生该电楽。
[0068]在该举例说明的实施例中,该限制管902以及该电浆气体管906是和彼此间隔开,以界定一环状的外部气体传送导管914 (也被称为一 〃冷却气体传送导管"),该导管914可以耦接至一气体源(例如,一加压气体的贮存器,其未被展示)以接收气体(例如,氩气)的一外部的流动916 (也被称为一"冷却流〃)并且传送该接收到的气体的外部的流动916进入到该空间904中(例如是以一范围从10L/min到15L/min或是大约该值的流速传送)。经由该外部的流动916而被引入该空间904的气体可被离子化,以形成前述的电浆912。一般而言,所产生的电浆912是具有一约1.5kW或更低的功率。然而,在一实施例中,该产生的电浆912可具有一高于1.5kW的功率(例如,足以熔化该限制管902)。在此种实施例中,经由该外部的流动916而被引入该空间904的气体是可被利用来冷却该限制管902,以避免该限制管902恪化。
[0069]选配的是,该电浆气体管906可以耦接至一辅助的气体源(例如,一加压气体的贮存器,其未被展不)以接收气体(例如,氩气)的一中间的流动918(也被称为一"辅助的流动〃)并且传送该接收到的气体的中间的流动918进入到该空间904中(例如,以一范围从lL/min到2L/min的流速传送)。经由该中间的流动918而被引入该空间904的气体可被利用以调整该电浆912沿着该注入轴910相对于该限制管902的基底位置。
[0070]产生在该空间904内的电浆912的一部分是接着通过依序地通过该分析系统110的一接口(例如,一包含一取样圆锥体920以及一截取(skimmer)圆锥体922的接口)而被传输到该分析系统110 (例如,一 MS系统)中。尽管该分析系统110是被描绘为具有一带有该取样圆锥体920以及该截取圆锥体(ski_er cone) 922的接口,但将会体认到的是,该接口可以用任何适当或有利的方式而被不同地配置。若前述产生在该样本室102内的靶材材料被引入到产生在该空间904内的电浆中,则该靶材材料可被传输到该分析系统110中以用于组成分析。
[0071]为了促进该样本通过该传输导管140引入到一例如是样本准备系统112的样本准备系统中,该装置100可包含一例如是注入器924的注入器。该注入器924可以通过任何适当或有利的机构而为可分离地耦接至或者是被配置成可运作地接近到该样本准备系统112。在该举例说明的实施例中,该注入器924可包含一具有一流体注入端928的外部导管926以及前述的传输导管140。
[0072]—般而言,该外部导管926是被配置在该电浆气体管906之内,和该注入轴910同轴并且被配置以耦接至一流体源(例如,一或多个加压气体的贮存器,其未被展示)以接收一流体(例如,氩气)的一外部的注入器流动930。在该外部的注入器流动930之内的流体是通过该外部导管926的一流体注入端928而可注入到该空间904中。一般而言,该外部导管926在该流体注入端928处的内直径是在一从1.5_到3_的范围中(例如,2_或是大约该值)。在从该流体注入端928注入该流体到该空间904的时候,一中央通道932 (例如,占有在该空间904内的浅色阴影的区域)可被形成在其中或是〃穿透〃该电浆912。再者,通过该流体注入端928而被注入到该空间904中的流体是趋向产生一相当接近该流体注入端928的第一区域934,其特征是流体(例如,包含来自该外部的注入器流动930的流体以及可能来自该中间的流动918的气体)的一相当高度的乱流。乱流是沿着该注入轴910,随着从该流体注入端928到该电浆912的距离增加而快速地减小。于是,一沿着该注入轴910相对远离该流体注入端928并且位在该中央通道932内的第二区域的特征可以是在于流体(例如,包含来自该外部的注入器流动930的流体以及可能来自该中间的流动918的气体)的一相当低度的乱流。
[0073]—般而言,该传输导管140是被配置以导引一包含前述的靶材样本的载体流动936、以及任何其它通过该传输导管140载有该样本的流体(例如,前述的载体气体、任何通过该辅助的入口 800而被引入该捕捉凹处206的流体或类似者或是其之一组合)通过前述的样本注入端(在938处所指出的)。当被导引通过传输导管140并且穿过该样本注入端938时,该载体流动936 (以及因此内含在其中的样本)是可注入到该空间904中(例如,沿着该注入轴910),其可以在该处被离子化并且接着传送至该分析系统110。
[0074]在一实施例中,该传输导管140可被配置在该外部导管926内,和该注入轴910同轴,以使得该样本注入端938是可被设置在该外部导管926之内、可被设置在该外部导管926之外或是它们的组合。例如,该传输导管140可被配置在该外部导管926之内,以使得该样本注入端938是位在该外部导管926之内,并且与该流体注入端928间隔开一段范围从Omm到20mm的距离。在另一例子中,传输导管140可被配置在该外部导管926之内,以使得该样本注入端938是位在该外部导管926之外,并且与该流体注入端928间隔开一段范围从大于Omm到15mm的距离(例如,一段范围从6mm到12mm的距离、或是一段范围从8mm到12mm的距离,或是一段范围从1mm到12mm的距离、或是一段12mm的距离或是大约该值)。根据例如是该外部导管926的配置、该外部的注入器流动930离开该外部导管926的流速以及该样本准备系统112的配置的因素,将会体认到的是,该样本注入端938可以是位在该外部导管926之内并且与该流体注入端928间隔开一段大于20mm的距离(或是可以位在该外部导管926之外并且与该流体注入端928间隔开一段大于15mm的距离)。该传输导管140相对于该外部导管926的位置可以是固定的或者可以是可调整的。
[0075]在一实施例中,该样本注入端938的相对的位置可被选择或者另外调整,以被设置在一特征是流体乱流小于和前述的第一区域934相关的流体乱流的位置处(例如,在该空间904内)。例如,该样本注入端938可被设置成是安排在前述的第二区域之内。当该样本注入端938位在该第二区域之内,并且当该载体流动936从该样本注入端938被注入时,在该电浆912的中央通道932内的离子化的靶材样本的横向扩散相较于该中央通道932可被显著地降低(例如,如同通过该离子化的靶材样本的相当聚焦的射束940所指出)。因此,该射束940可被保持相对于该分析系统110的接口至少实质在轴上的,以强化该分析系统110可得的取样效率以及该分析系统110的灵敏度。
[0076]在一实施例中,该注入器924可包含一被配置以维持该传输导管140的径向位置在该外部导管926之内的中心校正构件(centering member) 942。如同作为范例所绘的,该中心校正构件942可被设置在该外部导管926内,并且包含该传输导管140可被插入穿过的一中央孔944以及多个径向且绕着该中央孔944圆周地被设置以允许该外部的注入器流动930从前述的流体源传送至该流体注入端928的外围孔946。在一实施例中,该注入器924可进一步包含一被配置以帮助导引该传输导管140从一位在该注入器924之外的位置插入到该中心校正构件942中的导管导件948。
[0077]如同以上作为范例所述加以建构的,该注入器924的外部导管926可具有和一现有的ICP火炬注入器相同的主要功能,在于其提供一流体流动(例如,Ar或是其与氦气或氮气的混合物),此建立该样本被引入于其中的电浆912的中央通道。在上述的注入器924中,该传输导管140并不需要如上所述地耦接至该样本捕捉单元138。在其它此种实施例中,该传输导管140可以替代或是额外地被用来经由一例如是样本准备系统112或类似者的样本准备系统引入一标准(例如,用以致能仪器参数的优化、致能校准等等)到该分析系统110中。此种标准可以被引入为一气溶胶或是烘干的气溶胶(例如从一喷雾器、或是从一液滴产生器被引入为离散的液滴或是通过化学或热的手段产生而被引入为一气体或蒸气等等)。该标准甚至可以是来自一除了该样本室102之外的样本室的一气溶胶。在其它此种实施例中,该传输导管140可以替代或是额外地被用来引入额外的气体到该样本准备系统112中(例如,氦气、氮气、例如从热蒸发或是一喷雾器或液滴产生器所衍生出的水蒸气等等)O
[0078]在一实施例中,该样本室102可被一离散的液滴产生器所取代或是结合一离散的液滴产生器来加以使用(例如,该液滴产生器是从压电或热喷墨技术衍生出,尽管任何能够传递小于25 μ m或大约该值的微粒至该样本准备系统112的离散的液滴来源都将会是可行的)。在某些应用中,一连续的液滴来源例如是来自一喷雾器或是蒸气(例如,水蒸气)的连续的流动。在此种实施例中,该些液滴产生器可以耦接至一去溶剂化台以实行该些液滴在先的蒸发(其可以是完全或部分的)。液滴/去溶剂化技术是众所周知而且广为公开的。
[0079]在一实施例中,该液滴产生器以及所附的去溶剂化单元可包含两种操作模式。在一第一操作模式中,该液滴产生器以及所附的去溶剂化单元可以取代该样本室102来作为该样本来源,在此情形中,一样本可以直接被引入到该注入器924的传输导管140中,而为一序列的具有在
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